如圖所示，在水平桌面上放置兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌ab與cd,金屬導(dǎo)軌足夠長，阻值為R=4Ω的電阻和開關(guān)k串聯(lián)與導(dǎo)軌的a、c端相連。金屬滑桿MN垂直于導(dǎo)軌并可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，質(zhì)量為m=1kg。整個(gè)裝置放于勻強(qiáng)磁場中，磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小未知.金屬滑桿與導(dǎo)軌電阻不計(jì)，金屬滑桿的中點(diǎn)系一不可伸長的輕繩，繩繞過固定在某邊的光滑輕滑輪后，與一質(zhì)量為M=2kg的物塊相連，用外力固定金屬滑桿MN，當(dāng)開關(guān)不斷開時(shí)，從靜止開始釋放金屬滑桿MN，物塊速度達(dá)到v₀=2m/s時(shí)閉合開關(guān)k,金屬滑桿和物塊一起做減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t=5s,它們已經(jīng)達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，勻速狀態(tài)時(shí)流過導(dǎo)體棒的電流為I=1A，金屬滑桿在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。
（1）求閉合開關(guān)瞬間，流過導(dǎo)體棒的電流方向；
（2）求導(dǎo)體棒勻速時(shí)的速度大小v；
（3）求物塊M在開關(guān)閉合后t=5s內(nèi)下落的高度；
（4）小珂同學(xué)在電阻R兩端并聯(lián)一個(gè)電容器，電容大小為C=5000μF，重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，在其他條件不變的情況下，求導(dǎo)體棒勻速下落的速度v和此時(shí)電容器所帶的電荷量q。

【考點(diǎn)】含容電路的動(dòng)態(tài)分析；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢．

【答案】見試題解答內(nèi)容